ما هي زراعة الأنسجة النباتية

زراعة الأنسجة النباتية هي مجموعة من التقنيات التي تقوم بالحفاظ على الخلايا النباتية والأنسجة أو على الأعضاء، بالإضافة إلى أنها تلعب دوراً هاماً في تنمية هذه الخلايا تحت ظروف عقيمة فهي تعتمد على بيئة زراعية غذائية معروفة التركيب، بالإضافة إلى اعتمادها على أن الخلايا النباتية لديها القدرة على إعطاء نبات كامل أي فيه خلايا جنينية، وتستخدم الخلايا المفردة أو ممكن استخدام الخلايا النباتية التي تكون عديمة الجدر، أو أجزاء من النبتة كالأوراق أو الجدور حتى تنتج نبات جديد في زراعة الأنسجة النباتية وتقوم على توفير المغذيات والهرمونات النباتية.

وممكن أن نعرفها على أنها هي تقنية لزراعة أنسجة نباتية جديدة وتتم عن طريق نقلها إلى بيئة اصطناعية، وبالتالي إن عملية إنتاج نباتات جديدة بواسطة استخدام قطعة صغيرة من الأنسجة النباتية أو قطعة من الخلايا التي أُزيلت من الأطراف النامية الموجودة في النباتات في وسط نمو مناسب تسمى هذه العملية زراعة الأنسجة النباتية، وإن وسط النمو أو ما يُسمى بمحلول الاستزراع يأخذ حيزاً هاماً في هذه العملية بسبب احتوائه على الكثير من العناصر الغذائية النباتية التي تكون على شكل هلام والتي تُعرف باسم هرمونات الأجار والهرمونات النباتية التي تكون ضرورية لنمو النباتات.

مزايا زراعة الأنسجة النباتية

إن تقنية زراعة الأنسجة النباتية أصبحت أهم التخصصات العلمية والتطبيقة المتواجدة الآن في وقتنا الحالي، حيث أنها تعتمد على علم يُعرف باسم علم التقانة الحيوية الخضراء، وتستخدم هذه التقنية حالياً في كافة المجالات الزراعية بالإضافة إلى المجالات الطبية والصناعية ومن مميزاتها :

تعمل زراعة الأنسجة النباتية على التحسين الوراثي والتهجين على النباتات بشكل سهل.
تعتبر حجر الأساس الذي يعمل على تحقيق الأمن الغذائي والذي يقوم بدوره بحماية البيئة.
وتعمل على توفير نباتات طبية يُستفاد منها في الأوساط الطبية لصناعة الأدوية اللازمة، ودون الحاجة لمساحات كبيرة من الأراضي الزراعية.
تقوم تقنية زراعة الأنسجة على إنتاج أعداد كبيرة من النباتات خلال فترات زمنية محدودة، مع العلم أنها تبقى محافظة على مواصفات جميع النباتات المنتجة مع النبات الأم.
تنتج نسخ مطابقة تماماً من النباتات المأخوذة منها حيث أنها لها القدرة على إنتاج الأزهار والثمار الجيدة.
تعمل على إنتاج النباتات الناضجة بفترة زمنية قصيرة.
في حال عدم توافر البذور تقوم هذه التقنية بإكثار النباتات ولا تحتاج غلى ملقحات لإنتاج البذور.
تعمل على إنتاج نبات كامل وتبدأ بخلايا هذه النباتات التي تم إجراء بعض التعديلات الوراثية عليها.
تنتج نباتات من بذور والتي تكون لديها فرص منخفضة بالإنتاش والنمو.
تقوم على استبعاد الإصابات بالأمراض الفيروسية أو الإصابات الأخرى المختلفة التي تكون من النباتات، وتقوم بمكاثرة هذه النباتات بسرعة حتى تغدو أصولاً صحية ونظيفة جاهزة لاستخدامها في البستنة والزراعة.
تتميز النباتات الجديدة الناتجة عن زراعة الأنسجة بأنها خالية من الأمراض.
وتتميز هذه التقنية بأن نباتاتها قادرة على النمو على مدار العام فهي لا تتأثر بطقس أو موسم محدد.
تحتاج فقط إلى مساحة صغيرة جداً حتى يتم فيها تطوير النباتات الجديدة التي تتم عن طريق زراعة الأنسجة النباتية.
في حالة صناعة بذور البطاطا، فهذه التقنية تساهم في مساعدة هذه البذور للحفاظ على مخزون خال من الفيروسات والأمراض.[1]

خطوات زراعة الأنسجة النباتية

إن لاستخدام تقنية زراعة الأنسجة النباتية خطوات محددة حتى يضمن نجاحها وهي كالتالي:

أولاً يجب أن يتم استقطاع أو أخذ قطعة صغيرة من نسيج النبات من نقطة نموه، أو ممكن أخذها من طرف النبات ويتم وضعها على هلام معقم يتميز باحتوائه على العناصر الغذائية بالإضافة إلى الهرمونات النباتية، حيث أن هذه الهرمونات تساعد الخلايا في الأنسجة النباتية بالإنقسام بشكل سريع حيث أنها تنتج الكثير من الخلايا التي ممكن أن تشكل كتلة عديمة الشكل من كتلة تُدعى باسم الكالس.
ثم يتم نقل الكتلة التي تسمى الكالس إلى هلام آخر مختلف عن الهلام الأول، فهذا الهلام الجديد يتميز باحتوائه على هرمونات نباتية مناسبة تقوم على تحفيز الكالس على نمو جذوره.
يوضع الكالس ذو الجذور المتطورة على هلام آخر مرة أخرى والذي بدوره يتميز باحتوائه على هرمونات مختلفة تقوم على تحفيز نمو البراعم.
ثم ينفصل تلقائياً الكالس الذي يتألف من جذور وبراعم إلى نباتات صغيرة، وبهذه العملية نستطيع الحصول على نباتات صغيرة كثيرة منتجة من عدد قليل من الخلايا أو من الأنسجة النباتية الأصلية.
ثم يجب أن يتم زرع هذه النباتات التي تم إنتاجها في أواني أو في تربة، أي وضعها في وسط بيئي جيد لها يساعدها على النمو وبالتالي تكوين النباتات الناضجة.

مراحل زراعة الأنسجة النباتية

إن زراعة الأنسجة تقوم على إكثار النباتات ولكن حتى يتم ذلك يجب أن تمر النباتات بمراحل وتتجلى هذه المراحل بـ:

المرحلة الأولى التي تعتبر من أهم مراحل زراعة الأنسجة حيث أنها تتضمن فصل النسيج النباتي بشرط أن يكون هذا الفصل في ظروف تعقيم مناسبة له ثم زراعته في بيئة صناعية، وبعد زراعته يجب أن يُحفظ في حضانات تكون درجة حراراتها ورطوبتها مناسبة بالإضافة إلى وجود الإضاءة.
المرحلة الثانية التي تهدف إلى زيادة عدد النباتات ويتم ذلك عن طريق نقل النباتات النامية إلى بيئة أخرى تتصف بتركيبها الكيمائي والتي تقوم بدرها على تشجيع تكوين فروع جديدة للنباتات، ويجب أن يتم تكرار هذه العملية للحصول على الأعداد المرغوب بها من النباتات.
أما المرحلة الثالثة فهي تتجلى في إعادة زراعة النباتات ثم نقلها إلى الصوب حتى يتم إعادة أقلمتها في التربة، ويتم ذلك عن طريق استخراج النباتات من الأنابيب ثم يتم زراعتها في إصيصات صغيرة، وتتألف هذه الإصيصات على رمل وتربة زراعية ثم يجب أن يتم تغطيتها بالبلاستيك الشفاف حتى يتم الحفاظ على الرطوبة، ووجب التنويه أن هذا الغطاء عندما يحين موعد إزالته يجب أن يُزيل تدريجياً، وبعد ذلك يغدو جاهزاً حتى يوزع على المزارعين ليتم إعادة زراعة الشتلات في الحقول.

تقنيات زراعة الأنسجة النباتية

إن هناك أنواع متعددة لتقنيات زراعة الأنسجة وتتجلى في :

تقنية البذور ويتم فيها الحصول على النباتات المستأصلة من نبات مشتق من المختبر، ثم يتم إدخالها في المختبر حيث تتكاثر، وفي هذه التقنية وجب تعقيم هذا النبات المستأصل حتى يتم منع تلف الأنسجة.
تقنية الجنين وتنطوي هذه التقنية على تطوير الجنين في المختبر ويتم ذلك عن طريق عزله عن الكائن الحي، ومن الممكن أن يُستخدم الجنين الناضج أو غير الناضج في هذه التقنية، فالبذور الناضجة تعطي الأجنة الناضجة، وإن البذور التي لم تنبت تعطي أجنة غير ناضجة، ونجد أن البويضة أو الفاكهة أو حتى البذرة التي ستستخدم تكون ممعقمة وليس هناك حاجة لإعادة تعقيمها.
تقنية الكالس وهو كتلة من الخلايا التي تكون غير منظمة بالإضافة إلى أنها مقسمة، فنستطيع الحصول على الكالس عندما تُزرع النباتات في وسط مناسب، حيث أنه يحتاج إلى زراعة على وسط يشبه بالهلام وهذا بدوره يتكون من مغذيات ضرورية لنمو النبات.
تقنية الجهاز وفي هذه التقنية يتم استخدم أي عضو من أعضاء النبات كالأوراق أو الجذع، ويتم استخدام طرق مختلفة حتى يتم استنبات الأعضاء ومن هذه الطرق طريقة جلطة البلازما وطريقة الشبكة بالإضافة إلى طريقة هلام الآجار وغيرها، ووظيفة هذه الطرق هي الحفاظ على بنية ووظائف الكائن الحي.[2]